Durante la trascrizione, l'RNA polimerasi, l'enzima responsabile della sintesi dell'RNA, legge lo stampo del DNA in una direzione da 5' a 3'. Questa direzionalità è cruciale perché l'RNA polimerasi può aggiungere nucleotidi alla catena dell'RNA in crescita solo nella direzione da 5' a 3'.
L'unidirezionalità della trascrizione garantisce che le trascrizioni dell'RNA siano sintetizzate nell'orientamento corretto, con l'estremità 5' corrispondente all'inizio del gene e l'estremità 3' corrispondente alla fine del gene. Deviazioni da questo processo unidirezionale, come la trascrizione bidirezionale o la presenza di sequenze intermedie, possono comportare la formazione di trascrizioni di RNA non funzionali o troncate.
L'unidirezionalità della trascrizione ha implicazioni anche per la regolazione genetica. Vari meccanismi regolatori, come sequenze promotrici, potenziatori e terminatori, funzionano in modo sequenza-specifico per controllare rispettivamente l'inizio, l'allungamento e la terminazione della trascrizione. Questi elementi regolatori sono riconosciuti e utilizzati dalla RNA polimerasi nella corretta direzione da 5' a 3', consentendo un controllo preciso dell'espressione genica.